1、遗传学实验解析遗传学实验序号实验项目名称学时分配实验类型1植物细胞的有丝分裂3验证2减数分裂3验证3普通果蝇的生活史及形态特征观察3验证4果蝇杂交6综合5果蝇唾腺染色体的制备与观察3验证6染色体组型分析3验证7粗糙链孢霉的杂交6验证8植物多倍体的诱发及鉴定3验证9植物基因组DNA提取-CTAB法3验证10DNA的孚尔根反应3验证实验一 植物细胞的有丝分裂一. 实验目的：1. 学习并掌握植物染色体制片方法；2. 观察植物细胞有丝分裂过程及各时期染色体的特征。二. 实验原理：植物体生长旺盛的分生组织，如根尖、茎尖、幼叶等，都在进行着有丝分裂。经过取材、固定、解离、染色和压片等处理过程，将细胞分散在
2、装片中，在显微镜下就可看到大量处于有丝分裂各时期的细胞和染色体。同时，通过处理可使染色体缩短变粗，易于分散，便于进行观察研究。另外，通过对组织细胞进行酸性水解或酶处理，可以分解细胞之间的果胶层，并使细胞壁软化。这样，细胞容易彼此散开，有利于染色和压片。三. 实验材料：洋葱2n=16四. 实验步骤：（六大步骤）1. 取材：洋葱刮去老根，放在小烧杯上，加水至刚与根部接触为止，室内培养生根。待长至1-2cm左右时，将其幼嫩的根剪下，长度约1cm。取材的时间最好在洋葱根尖分裂最旺盛的时期，一般在上午8：0010：00前后。2. 固定：将剪下的根尖放入卡诺固定液（酒精：冰醋酸 = 3:1）中固定324小
3、时。然后放入95%乙醇中处理0.5小时 ，最后放入70%乙醇中置冰箱中保存。保存1-2年都没问题。固定的目的：迅速杀死细胞；使细胞结构能保持活体状态；便于染色。3. 解离：60下，用1M HCL处理根尖6-8分钟，解离完后要用清水漂洗3遍。解离目的：（1）HCL可以细胞壁中及胞间的蛋白质变性，使细胞壁解体，进而使细胞软化、便于细胞分散开来。（2）用盐酸除去未被固定的蛋白质。解离是根尖染色体制片的关键步骤。解离时间与温度、材料有关，温度越高，需要解离的时间就越短，如洋葱在20下解离时需要20分钟，在60下需要6-8分钟。解离时间不宜过长或过短，过短则达不到完全解离的目的，将来细胞就不能很好地分散
4、，过长则会破坏细胞结构与染色体。解离完后用清水漂洗主要是为了清洗掉HCL，以免其影响后面的染色，因染色液是碱性的。4. 染色：将根尖最前端的分生区剪下，约2mm左右，放到干净的载玻片上，滴1-2滴改良苯酚染液，染色8-10分钟。注意：染色时间过短，染色体颜色太浅；过长，则背景颜色深。5. 压片：盖片烤片敲片压片烤片是为了使染色体更舒展，使多余的染液蒸发。敲片是为了使细胞散开。注意：（1）不要有气泡；（2）不要把盖玻片敲碎。（3）要用劲压片，尽量使其处于同一平面，不要有层叠感。6. 镜检：在显微镜下观察，找出处于分裂相的细胞，并绘出细胞染色体图，指明具体的分裂时期。【注意】 需要大家熟悉各个分裂
5、时期的染色体特点（参考遗传学课本）。实验二 减数分裂一. 实验目的：1. 学习植物减数分裂染色体制片技术；2. 观察植物减数分裂过程中各个时期的染色体动态变化。二. 实验原理：减数分裂（meiosis）是在配子形成过程中发生的一种特殊的细胞分裂形式。其特点是：细胞连续进行两次分裂，而染色体只在减数分裂第一次分裂前复制一次，形成的性细胞只含有体细胞染色体数的一半。减数分裂包括两次分裂，包括如下几个时期：前间期、前期、中期、后期、末期、中间期、前期、中期、后期、末期。三. 实验材料：大葱2n=16 大蒜2n=16四. 实验步骤：1. 取材：取处于减数分裂时期的大葱花，当大葱花比较饱满的时，摘取大葱
6、花，把总包膜撕开，待固定。2. 固定：卡诺固定液固定3-24小时95%乙醇30分钟70%乙醇长期保存3. 染色：取一花序清洗取3-5个花蕾剥出花药用刀切开加1-2滴染液用镊子反复挤压花药取残渣染色5分钟注意：取合适的花蕾是本实验的一个关键步骤。取得花序过大，往往减数分裂已经完成，已经形成了成熟的花粉，观察不到分裂相；取得花序过小，往往减数分裂尚未开始，细胞大多处于间期。因此要取大小合适的花序。在同一个花序上，相同部位的花蕾的减数分裂往往具有同步性，处于同一时期。为了在同一张片子上能看到多个分裂相，应取不同部位的花蕾。一般花序上部的花蕾发育的早，下部的花蕾发育的相对较晚。取花蕾的原则：（1）选择
7、合适大小的花序；（2）尽量在花序上取不同部位的花蕾；（3）尽量在不同的花序上取花蕾。4. 压片：盖片烤片（敲片）压片5. 镜检：在显微镜下观察，找出处于分裂相的细胞，并绘出细胞染色体图，指明具体的分裂时期。【重点与难点】（1）取花蕾既是重点又是难点。（2）辨别细胞处于减数分裂的哪个时期也是一个难点与重点。一定要好好熟悉遗传学教材上有关减数分裂各个时期上的特点。并将其一一写出来。实验三 普通果蝇的生活史及形态特征观察一. 实验目的：1. 了解果蝇，认识果蝇，了解果蝇在遗传学研究中的作用；2. 了解果蝇的生活史与形态特征。3. 掌握果蝇的雌雄鉴别方法。4. 掌握果蝇的饲养及相关实验方法。二. 实验
8、原理：1. 果蝇的分类地位：果蝇属于昆虫纲，双翅目，果蝇属2. 果蝇自以为遗传实验材料的优点：（1）饲养方便；（2）繁殖快，后代多；（3）突变类型多；（4）染色体条数少；（5）果蝇唾腺染色体大，属于巨大染色体。三. 实验材料：果蝇四. 实验内容和方法步骤：1. 生活史观察：果蝇生活史包括卵、幼虫、蛹、成虫四个发育阶段。果蝇以酵母为食。果蝇生活周期的长短与培养温度直接相关，30以上引起果蝇不育和死亡，低温则使其生活周期延长，如10左右时，生活周期长达约57天。果蝇生长的最适温度为2025。20左右时，整个生活周期约需15天，各发育阶段所需时间如下：卵 幼虫 蛹成虫（1）卵：很小，大约0.5mm左
9、右，一般卵产到了培养基上，小白点，很难看清楚。（2）幼虫：幼虫要经历三个阶段：一龄幼虫、二龄幼虫、三龄幼虫。刚刚从卵中孵化出来的是一龄幼虫，经过两次蜕皮后从一龄幼虫逐渐发育到三龄幼虫。三龄幼虫为最大的幼虫，爬到了瓶壁上，不再进食，即将转化为蛹。（3）蛹：果蝇三龄幼虫变态为蛹。（4）成虫：从蛹中可以羽化出成虫。成虫果蝇有翅膀，可以交配产卵。但刚刚羽化出来的雌果蝇在12h之内不能交配，不能产卵。2. 果蝇麻醉操作方法：（1）制备麻醉瓶：带橡胶塞的玻璃瓶，无培养基，折叠的滤纸条（2）引出果蝇：将若干果蝇转移到空的麻醉瓶中（3）麻醉：将1-2滴乙醚滴到折叠好的滤纸条上，马上放入麻醉瓶中，盖上橡胶塞；麻
10、醉1-3分钟。麻醉后，马上将果蝇倒到小瓷板板中，用于观察。可通过放大镜观察或在解剖镜下观察。要用毛笔轻轻拨动果蝇，不能用镊子去夹，以免将果蝇弄死。麻醉的要求：不能让果蝇因麻醉过度而死去，同时也不能因麻醉过轻而很快飞跑。因此，麻醉的时间要合适。这是果蝇麻醉的关键。合适的时间要自己摸索掌握。一般情况下，当果蝇从瓶壁上因麻醉而掉到瓶底后，再麻醉0.5-1.0分钟就差不多了。3. 果蝇雌雄鉴别：果蝇雌雄鉴别是本实验很重要的技术环节。表 果蝇成虫雌雄特征比较表雌果蝇雄果蝇体 型腹 部第一对足大末端尖背面：5条黑纹， 腹面：6个腹片、无黑斑跗节基部无性梳小末端钝背面：3条黑纹腹面：4个腹片，有黑斑跗节基部
11、有黑色鬃毛状“性梳”可借助放大镜与解剖镜来观察。技术要点：腹部有无黑点是最快与最有效的辨别方法。如不能通过黑点来区分时，可以参考其横纹的条数或有无性梳来鉴别。4. 果蝇常见类型：野生型：灰体，长翅，红眼黑檀体：黑体，残翅，红眼白眼：灰体，长翅，白眼【重点难点】（1）果蝇的雌雄鉴别。（2）果蝇麻醉时间。实验四 果蝇杂交一. 实验目的：1. 学习果蝇杂交技术；2. 通过果蝇杂交，验证孟德尔的分离规律、自由组合规律和摩尔根的伴性遗传规律；3. 了解伴性遗传和非伴性遗传的区别，以及伴性基因在正反交中的差异。二. 实验原理：（略）三. 实验材料：野生型果蝇(长翅)、残翅果蝇、檀黑身残翅果蝇、白眼果蝇。四
12、. 实验步骤：1. 选处女蝇：选出瓶壁上有大量蛹的果蝇培养瓶，放空所有成虫果蝇；将放空后12h之内羽化出来的果蝇全部转移出来，并辨别雌雄果蝇，分别放到雌蝇瓶与雄蝇瓶中培养。2. 杂交：当用于杂交的不同类型的雌雄果蝇达到5对以上时，将其混在一起培养，让其自由交配。贴上标签，将培养瓶置于培养箱中培养。作正反交。3. 放掉亲本果蝇：待杂交并产卵后，将亲本成虫果蝇放掉。4. F1近交：待F1杂交瓶中的成虫果蝇出现后，观察果蝇的表型性状。当其达到一定数量（20只以上）时，将F1成虫果蝇转移到一个新的培养瓶中（F2培养瓶），让其充分交配，继续培养。5. 放空F1成虫果蝇：待F1近交产卵后，放掉F1成虫果蝇
13、。继续培养。6. 观察与统计：当F2成虫果蝇羽化出来后，马上将其全部转移到一个新的空瓶中观察统计。重复这一操作，一直待统计观察的果蝇数目在200左右时，可停止观察。7. 处理数据及卡方检验：用卡方检验方法来检验果蝇不同性状的分离比例是否符合遗传规律。【作业】怎样选取处女蝇? 实验结果与理论是否相符？若有差异，试分析其原因。实验五 果蝇唾腺染色体制备与观察一. 实验目的：1. 练习分离果蝇幼虫唾腺的技术，学习果蝇唾腺染色体制片方法；2. 了解与观察果蝇唾腺染色体的结构特征；3. 了解果蝇唾腺染色体在遗传学研究中的意义。二. 实验原理：果蝇唾腺染色体属于巨大染色体，多线染色体。具有如下特征：1.
14、果蝇唾腺染色体是由上千条染色质线汇聚而成的，因此很大，比正常染色体长100-200倍，粗1000-2000倍。2. 总是处于前期，永久性配对状态，细胞不断长大而不分离，染色体复制而不分离，是数千条线复制结合在一起。3. 会出现明显的深浅不同的横纹，横纹位置是不变的，是固定的。4. 在遗传学研究中的重要意义。三. 实验材料：果蝇的三龄幼虫四. 实验步骤：1. 果蝇唾腺的剖取：载玻片上加一滴生理盐水挑一个肥大的三龄幼虫放入其中分清头尾用一根解剖针扎住口器稍后处，另一根扎住三分之一处，慢慢拉从中找出唾腺。唾腺的特征：透明，对称，边上有淡黄色脂肪体。图：显微镜下观察：解剖镜下观察：果蝇唾腺的剖取是本实
15、验的难点与成功的关键。认识唾腺又是这步的关键。2. 染色：除去唾腺之外的其它组织，剥去脂肪体用滤纸吸去生理盐水加一滴染液，染色10-20分钟注意：（1）要除去其它组织与脂肪体，以免影响后面的观察效果（2）实际上我们在这里省去了解离，不解离也可以，但解离了效果会更好。可以先解离再染色。解离+染色的步骤应该为：除去唾腺之外的其它组织，剥去脂肪体用滤纸吸去生理盐水在载玻片上加1-2滴1MHCL解离2分钟用滤纸吸去HCL加1-2地清水清洗用吸水纸吸取水分加一滴染液，染色10-20分钟（3）在去除其他组织时，一定要在解剖镜下进行，轻轻地慢慢地除去，小心将唾腺弄丢了。3. 压片：盖片烤片敲片压片注意：如果
16、在盖片时，染液已干，也可加一滴45%醋酸。5. 镜检：在显微镜(40倍)下观察唾腺染色体，并绘出其染色体图。注意：（1）唾腺染色体虽然很大，但也需要在40倍的显微镜下观察才能看到。（2）以往许多同学在显微镜下已经看到唾腺染色体了，但却不认识。【重点难点】唾腺剖取是本实验的关键，认识唾腺又是关键中的关键。实验六 染色体组型分析一. 实验目的：1. 学习并掌握植染色体组型分析的方法；2. 了解染色体组型分析的意义，为进行细胞遗传学和遗传育种学的研究奠定基础。二. 实验原理：各种生物染色体的形态、结构和数目都是恒定的。染色体组：一个二倍体生物中配子所含有的全套染色体，染色体组型：染色体组的形态特征染
17、色体组型分析：又称核型分析。按照染色体的数目、大小和着丝粒位置、臂比、次缢痕、随体等形态特征，对生物核内的染色体进行配对、分组、归类、编号、进行分析的过程称为染色体组型分析或核型分析三. 实验材料：某生物四. 实验步骤：1. 制作染色体玻片标本：利用有丝分裂中的染色体进行组型分析，通常是采用根尖细胞有丝分裂中期的染色体。因为这一时期的染色体具有明显的形态特征，便于进行分析。获得有丝分裂中期染色体玻片标本的方法，可参照实验一进行。2. 选材与显微摄影：当染色体玻片标本制好后，于显微镜下选出10个中期分裂相中染色体数目完整、分散良好、无重叠、各条染色体处于同一平面，并且着色鲜明、形态清晰、着丝粒明
18、显、（如果染色体带有随体）随体能明显可见的细胞，进行显微照相，并将清楚的染色体图片放大后打印出来待用。3. 测量：测量每条染色体的总长度及长臂长度和短臂长度。测量时，先在每条染色体旁边用笔作临时标记，随测量随记录，包括每条染色体的绝对长度、长臂长度、短臂长度、随体有无等；对于有随体的染色体，随体的长度可以记入也可不记入染色体长度之内，但应注明。对于每条染色体的着丝粒应平分为二，记入两臂长度之内。如果染色体弯曲不能用直尺测量时，可以先用细线量取与染色体等长的长度，再用尺子量出线的相应长度。在照片上测量以mm为单位。4. 计算：根据测量结果，计算出每条染色体的相对长度、臂比和着丝粒指数。 注意：在
19、计算相对长度时，染色体组内全部染色体总长度 = 细胞内所有染色体总长度/2 5. 配对：根据测量数据，比较染色体的形状、大小、相对长度、臂比、着丝粒指数、副缢痕的有无及位置、随体的有无等特征，对照片上的染色体进行粗剪（即将各个染色体分别剪下）和同源染色体的配对。6. 排列：将配对的染色体按由大到小的顺序进行排列并编号。对于等长的染色体，以短臂长的在前；有特殊标记（如随体）的染色体及性染色体排在最后。排列时，把各对染色体的着丝粒排在一条直线上，短臂在上，长臂在下。7. 分类：根据臂比值确定各染色体着丝粒位置，进而依照着丝粒的位置将染色体分为如下四类：表：根据臂比对染色体的分类臂比染色体类型代表符
20、号1.01.71.73.03.07.07.0以上中部着丝粒染色体近中着丝粒染色体近端着丝粒染色体端部着丝粒染色体MSMSTT8. 剪贴：将已经粗剪过的每条染色体进行细剪，使染色体周围所留相纸相等，若染色体图象清晰可以不留余边，然后，按照排列顺序整齐地贴在硬纸板上。一般是硬纸板的上方贴一张未剪的完整照片，中间贴上已经剪出、且按顺序配对排列的染色体，下方列表，最后写出实验材料及核型公式。核型公式是以公式的形式将核型分析的结果和核型的主要特征予以表示。它简明扼要，便于记忆和进行比较。其书写格式如下例：芍药：K=2n=2x=10=6m+2sm+2stsat 编号绝对长度相对长度短臂长臂臂比着丝粒指数随
21、体类型123n9. 翻拍及绘图：将剪贴排列好的染色体组型图进行翻拍或描图成为染色体组型图。实验七 粗糙链孢霉的杂交一. 实验目的：1. 学习粗糙链孢霉杂交技术；2. 了解顺序四分子的遗传学分析方法；3. 观察由于基因转换引起的异常分离现象；4. 进一步验证分离和交换规律；5. 学习并掌握重组值的计算方法及着丝粒作图的方法。二. 实验原理：（略，参见课本）三. 实验材料及用品：1. 材料：两种粗糙链孢霉：（1）野生型（lys+）；（2）赖氨酸缺陷型（lys-）2. 培养基：（1）野生型用培养基土豆培养基；（2）赖氨酸缺陷型用培养基补充培养基；（3）杂交用培养基玉米培养基。四. 实验步骤：1. 菌
22、种活化：从冰箱中取出菌种（lys+与lys-），分别接种到土豆培养基和补充培养基上，放入28培养箱中，进行活化培养和扩大繁殖3-5天。2. 接种杂交：在无菌条件下或酒精灯火焰上，分别用接种环取野生型和赖氨酸营养缺陷型菌株的少许菌丝或分生孢子，接种到同一试管的玉米培养基上，贴好标签，于25条件下培养。5-7天后可见棕色原子囊果出现，以后原子囊果成为子囊果，2周左右即可观察。注意：（1）所有操作一定在火焰上方进行；（2）接种环在伸入试管中取菌前，要在火焰上烧烤杀菌，然后伸入试管口，待其温度接近室温时再取菌，以免将菌烫死；（3）要将lys+与lys-都接种到玉米培养基斜面上的相同位置，不要离的太远，
23、否则二者不能杂交；（4）要一定使菌丝与培养基的表面接触，但也不要将菌丝压入培养基中。3. 压片：待杂交培养2周左右时，可以进行压片观察。取一载玻片加1-2滴6%次氯酸钠用接种针跳出子囊果放在载玻片上盖片用拇指适当压片将子囊果压破。4. 显微观察及统计：在低倍显微镜下观察，找到子囊果破裂且大量子囊分散的视野，观察子囊孢子的颜色表型和子囊中的排列顺序。统计结果填在下表中：子囊类型观察数+ + + + - - - - - - -+ + + + + - - + + - - - + + - - + +- - + + + + - -+ + - - - - + +5. 计算lys基因与着丝粒距离：【作业】在
24、计算lys基因与着丝粒交换值与距离时，为什么要除以2？实验八 植物多倍体的诱发及鉴定一. 实验目的：1. 学习人工诱变多倍体的原理与方法；2. 鉴别诱导后染色体数目的变化；3. 了解多倍体诱发在植物育种上的意义。二. 实验原理：秋水仙素是一种生物碱，具有麻醉作用，对植物种子，幼芽、花蕾、花粉和嫩枝等可产生诱变作用。是常用的多倍体诱变剂。它的主要作用是抑制细胞分裂时纺缍体的形成，使染色体不走向两极而被阻止在分裂中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织。由多倍性组织分化产生的性细胞，所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有性繁殖方法把多倍
25、体繁殖下去。经过染色体制片，可以观察染色体数目的变化情况，进而鉴定细胞是否加倍。三. 实验材料：洋葱2n=16， 大蒜2n=16四. 实验步骤：1. 多倍体诱导：洋葱刮去老根，放在小烧杯上，加水至刚与根部接触为止，室内培养至新根长出0.5-1.0cm左右，将烧杯中的水换成含0.1%秋水仙素的水溶液，置阴暗处培养2天，至根尖膨大为止。2. 固定：用蒸馏水洗根2次切取根尖0.5cm投入卡诺固定液固定3-24小时95%乙醇0.5小时70%乙醇保存3. 解离：60下，用1M HCL处理根尖6-8分钟，解离完后要用清水漂洗3遍。4. 染色：将根尖最前端的分生区剪下，约2mm左右，放到干净的载玻片上，滴1
26、-2滴改良苯酚染液，染色8-10分钟。5. 压片：盖片烤片敲片压片6. 镜检：在显微镜下观察，找出处于分裂中期的细胞，根据染色体数目，判断其是否加倍。并绘出加倍前后的细胞染色体图。说明：本实验除多倍体诱变这一步外，其余步骤实际上与有丝分裂实验完全一样。不过，本实验最后关心的是染色体数目，是否加倍。染色体是否加倍很明显就能看出来，而且经诱变后，可能有的细胞变成了四倍体，有的成了八倍体，而有的可能仍然为二倍体，并未加倍。实验九 植物基因组DNA的提取 CTAB法一. 实验目的：1. 通过本实验学习从植物组织中提取DNA的方法CTAB法。2. 学习本实验相关所用仪器设备的正确的操作方法。二. 实验原
27、理：利用液氮对植物组织进行研磨，从而破碎细胞。细胞提取液中含有的CTAB溶解膜蛋白而破坏细胞膜，并使蛋白质变性而沉淀下来。其中细胞提取液中的EDTA抑制DNA酶的活性，以保护DNA不被降解。再用酚、氯仿抽提的方法去除蛋白，得到的DNA溶液经异丙醇沉淀。三. 实验材料：某种植物的组织，如新鲜叶片等。四. 实验仪器和药品：低温离心机、恒温水浴锅、台式离心机、制冰机、加样移液器、陶瓷研钵、5ml离心管、1.5ml离心管、吸头。三羟基甲基氨基甲烷（Tris）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、乙二胺四乙酸（EDTA）、-巯基乙醇、氯化钠、氯化甲、氯仿、异戊醇、乙丙醇、乙醇。五. 实验步骤：1、取0.4
28、g新鲜叶片，在液氮中研磨成粉末状；2、转移到5ml离心管中，加入1.6ml细胞提取液，充分混匀。65水浴保温20min；3、加入5ml 5MKCl溶液，混匀，冰浴20min；4、8000r/min离心20min；5、将上清液转移到另一5ml离心管中；6、加等体积的酚/氯仿，混匀，12000r/min，离心5min，取上清；7、加0.6-1倍体积的异丙醇，混匀，冰上放置20min；8、离心获得沉淀，用70%乙醇漂洗DNA沉淀3次；9、风干沉淀，加入50L TE缓冲液，溶解DNA沉淀。【作业与思考】1. 在提取植物基因组DNA的操作过程中应该注意哪些问题？2. 实验中所用的每种药品或试剂所起的作用
29、是什么？3. 要熟练掌握本实验所涉及到的仪器设备的正确操作方法。实验十 孚尔根染色反应（有些班级开）一. 实验目的：1. 学习掌握细胞核内DNA的定量鉴定方法孚尔根染色法；2. 了解孚尔根染色反应的原理。二. 实验原理：孚尔根染色法是鉴别细胞中DNA反应的组织化学方法。细胞内的DNA(通常位于核及染色体上)经HCl水解后，DNA分子中的嘌呤碱基被解离，从而在核糖的一端出现了醛基。Schiff试剂中的无色品红可与醛基反应，形成含有醌基的化合物分子, 因醌基为发色团，故可呈现出紫红色。也就是说, DNA经稀酸水解后产生的醛基，具有还原作用，可与无色品红结合形成紫红色化合物，从而显示出DNA的分布。三. 实验材料及仪器、用品：实验材料：洋葱根尖(2n16）实验仪器：显微镜、水浴锅、玻璃缸、剪刀、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、培养皿、吸水纸、酒精灯。实验药品：卡诺氏固定液、漂洗液（SO2溶液）、Schiffs试剂（席夫试剂）、1N HCI、无水乙醇、45醋酸。四. 实验步骤：1. 取经预处理并固定好的洋葱根尖，用水洗2-3分钟，放入室温条件下的1N HCl处理根尖材料2-3分
